[发明专利]一种600MPa级绿色热处理高强度钢筋及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢筋及其加工方法，具体涉及一种600MPa级绿色热处理高强度钢筋及其加工方法。

背景技术

目前，由于房产事业、机械事业等的发展，钢铁的需求量大大提高，人们对钢铁的要求也越来越高，国家钢铁工业“十二五”规划中就提出“加速淘汰335兆帕级螺纹钢筋”、“ 加强高强钢筋和高强混凝土结构构件抗震性能的研究，开展600兆帕级及以上螺纹钢筋产品研发”，现在很多大钢厂试生产的HRB600级螺纹钢主要通过添加“V”或“VN”合金来达到提高强度的目的，添加量达到0.15%左右,众所周知,添加合金成本将提高300-400元，而大规模化生产该品种钢筋时，由于受合金成份变化、生产速度、冶炼及轧制工艺等因素的限制，所生产的产品质量也不稳定，经常出现强度低、强屈比不合格的现象，特别是14mm以下规格的产品更严重。发明专利（申请号： 201110086374.6）中公开的钢材经过成份配比、加热、冷却、淬火、回火工艺生产，该工艺选择了钢材成份改变和经过两次升温过程，一定程度上提高了冶炼成本和电耗成本，但是其塑性低且强屈比较小，易发生瞬间断裂，造成整体断裂等事故，此外，现有的热处理高强度钢筋加工方法存在严重环境污染、浪费电能和钢材资源、生产成本较高等缺点。一种能克服以上缺陷的600MPa及以上高强度钢筋及其加工方法成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种600MPa级绿色热处理高强度钢筋及其加工方法，屈服强度到600MPa，屈服平台不随时间延长而消失，抗拉强度高，塑性高且加工制造污染少、节省钢材、成本低。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种600MPa级绿色热处理高强度钢筋，其特征在于：其重量百分比化学成分为：C:0.18﹣0.3%，Si:0.6﹣1.1%，Mn:1.0﹣1.9%，Cr:0.05﹣0.2%，Nb:0.01﹣0.05%，V:0.01﹣0.05%，余量为Fe。

600MPa级绿色热处理高强度钢筋的加工方法，按以下步骤进行：

（一）将含有上述比例的化学成份作为原料，冶炼（炉外精炼）后得到钢坯，钢坯加热到950～1200℃，开轧温度930～1120℃，终轧温度850～870℃，将钢坯热轧成表面带有螺纹的钢筋，热轧后弱冷至840～980℃，再自然冷却至室温；

（二）将步骤一中轧制好的钢筋放到空心管感应加热器内快速感应加热到830-900℃，然后第一冷却工序冷却到室温；

第一冷却工序具体为：采用水雾或压缩空气以每秒2-5℃的冷却速度先将钢筋冷却到610-660℃，然后再缓慢冷却到室温；

（三）将步骤二中冷却好的钢筋经过回火加热到500-590℃，然后保温5-7秒后，通过第二冷却工序冷却到室温；

第二冷却工序具体为：采用水冷与空冷结合，先采用水冷以3.5-3.7℃/s的冷却速率将钢筋水冷至420-440℃，然后空冷至230-350℃，再采用水冷以2.5-2.7℃/s的冷却速率将钢筋水冷至180-200℃，最后空冷至室温；

（四）将步骤三中冷却后的钢筋加热到410-430℃保温45分钟以上，进行晶粒稳定化处理；

（五）将经稳定化处理的钢筋进行加载冷却。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的600MPa级绿色热处理高强度钢筋，其重量百分比化学成分为：C:0.24%，Si：0.75%，Mn:1.5%，Cr:0.14%，Nb:0.02%，V:0.04%，余量为Fe。

前述的600MPa级绿色热处理高强度钢筋，其重量百分比化学成分为：C:0.18%，Si：0.9%，Mn:1.0%，Cr:0.2%，Nb:0.04%，V:0.02%，余量为Fe。

前述的600MPa级绿色热处理高强度钢筋，其重量百分比化学成分为：C:0.3%，Si：0.6%，Mn:1.9%，Cr:0.08%，Nb:0.05%，V:0.05%，余量为Fe。

前述的600MPa级绿色热处理高强度钢筋，步骤（五）中的加载冷却，在维持载荷恒定冷却至100℃以下再卸载。

本发明的有益效果是：

（1）该钢筋的化学成份中没有添加大量贵重的合金，降低了钢筋的成本，选择性的加入微量合金元素Cr:0.05﹣0.2%，Nb:0.01﹣0.05%，以及V:0.01﹣0.05%中的任意一种或两种以上的组合；Cr的加入主要是增加钢的淬透性，显著提高强度、硬度和耐磨性，也增加了钢的耐蚀性和抗氧化能力；